FOSFOLIPID: CIRI, STRUKTUR, FUNGSI, JENIS - BIOLOGI - 2026

Istilah fosfolipid digunakan untuk merujuk kepada biomolekul sifat lipid yang terdapat dalam strukturnya, khususnya di kepala kutub mereka, kumpulan fosfat, dan yang mungkin mempunyai gliserol 3-fosfat atau molekul sphingosin sebagai kerangka utama mereka.

Walau bagaimanapun, banyak pengarang, ketika menyebut fosfolipid, biasanya merujuk kepada gliserofosfolipid atau fosfogliserida, yang merupakan lipid yang berasal dari gliserol 3-fosfat yang mereka esterifikasi, pada karbon kedudukan 1 dan 2, dua rantai asid lemak dengan pelbagai panjang dan darjah ketepuan.

Skema struktur fosfolipid (Sumber: OpenStax melalui Wikimedia Commons)

Fosfogliserida mewakili kumpulan lipid membran yang paling penting dan dibezakan terutamanya oleh identiti kumpulan pengganti yang melekat pada kumpulan fosfat pada kedudukan C3 gliserol.

Fosfatidilkolin, fosfatidiletanolamina, fosfatidilserin, dan fosfatidilinositol adalah antara fosfolipid yang paling terkenal, baik kerana kelimpahannya dan untuk kepentingan fungsi biologi yang mereka laksanakan dalam sel.

ciri

Seperti lipid lain, fosfolipid juga molekul amphipathic, iaitu, mereka mempunyai hujung polar hidrofilik, yang sering dikenal sebagai "kepala kutub" dan hujung apolar yang disebut "ekor apolar," yang mempunyai ciri hidrofobik.

Bergantung pada sifat kumpulan kepala atau kumpulan kutub dan rantai alifatik, setiap fosfolipid mempunyai ciri kimia, fizikal dan fungsi yang berbeza. Substituen polar boleh menjadi anionik (dengan cas negatif bersih), zwitterionic, atau kationik (dengan cas positif bersih).

Fosfolipid diedarkan "asimetris" dalam membran sel, kerana ini dapat diperkaya lebih kurang satu jenis atau yang lain, yang juga berlaku untuk setiap lapisan tunggal yang membentuk lapisan ganda lipid, kerana fosfolipid dapat terletak pada arah ke arah sel luaran atau dalaman.

Pembahagian molekul kompleks ini umumnya bergantung pada enzim yang bertanggungjawab untuk sintesisnya, yang dimodulasi, pada masa yang sama, oleh keperluan intrinsik setiap sel.

Struktur

Sebilangan besar fosfolipid, seperti yang dibincangkan di atas, adalah lipid yang dipasang pada tulang belakang 3-fosfat gliserol; dan itulah sebabnya ia juga dikenali sebagai gliserofosfolipid atau fosfogliserida.

Kepala polarnya terdiri dari gugus fosfat yang melekat pada karbon dalam kedudukan C3 gliserol yang mana kumpulan pengganti atau "kumpulan kepala" dilampirkan melalui ikatan fosfodiester. Kumpulan inilah yang memberikan identiti masing-masing fosfolipid.

Kawasan apolar ditunjukkan dalam ekor apolar, yang terdiri daripada rantai asid lemak yang melekat pada karbon pada kedudukan C1 dan C2 molekul 3-fosfat gliserol dengan ikatan ester atau eter (eter-fosfolipid).

Skema fosfolipid dalam membran (Sumber: Tvanbr melalui Wikimedia Commons)

Fosfolipid lain berdasarkan molekul dihydroxyacetone fosfat yang mana asid lemak juga mengikat melalui ikatan eter.

Dalam banyak fosfolipid yang penting secara biologi, asid lemak pada kedudukan C1 adalah asid lemak jenuh antara 16 dan 18 atom karbon, sedangkan pada kedudukan C2 sering tidak tepu dan lebih lama (18 hingga 20 atom karbon). karbon).

Biasanya, dalam fosfolipid, asid lemak rantai bercabang tidak dijumpai.

Fosfolipid termudah adalah asid fosfatidik, yang terdiri daripada molekul gliserol 3-fosfat yang melekat pada dua rantai asid lemak (1,2-diasil gliserol 3-fosfat). Ini adalah perantaraan utama untuk pembentukan gliserofosfolipid lain.

ciri-ciri

Struktural

Fosfolipid, bersama dengan kolesterol dan sphingolipid, adalah elemen struktur utama untuk pembentukan membran biologi.

Membran biologi memungkinkan adanya sel yang membentuk semua organisma hidup, serta organel di dalam sel-sel ini (kompartemen selular).

Fosfolipid adalah bahagian penting dari lapisan dua lipid yang membentuk membran biologi (Sumber: Bekerr, melalui Wikimedia Commons)

Sifat fizikokimia fosfolipid menentukan ciri elastik, kelancaran, dan kemampuan untuk bergaul dengan protein integral dan periferal membran sel.

Dalam pengertian ini, protein yang berkaitan dengan membran berinteraksi terutamanya dengan kumpulan polos fosfolipid dan kumpulan ini, pada gilirannya, yang memberikan ciri permukaan khas kepada lapisan lapisan lipid yang mana ia adalah bahagian.

Fosfolipid tertentu juga menyumbang kepada penstabilan banyak protein transporter dan yang lain membantu meningkatkan atau meningkatkan aktiviti mereka.

Komunikasi selular

Dari segi komunikasi sel, terdapat beberapa fosfolipid yang memenuhi fungsi tertentu. Sebagai contoh, fosfoinositol adalah sumber penting utusan kedua yang mengambil bahagian dalam proses pemberian isyarat sel di membran di mana ia dijumpai.

Phosphatidylserine, fosfolipid penting yang pada dasarnya berkaitan dengan lapisan dalam membran plasma, telah digambarkan sebagai molekul "pemberita" atau "penanda" dalam sel apoptosis, kerana ia ditranslokasi ke lapisan luar semasa proses kematian sel yang diprogramkan.

Tenaga dan metabolisme

Seperti lipid membran yang lain, fosfolipid adalah sumber tenaga kalori yang penting, dan juga prekursor untuk biogenesis membran.

Rantai alifatik (asid lemak) yang membentuk ekor apolarnya digunakan melalui jalur metabolik yang kompleks di mana sejumlah besar tenaga diekstraksi dalam bentuk ATP, tenaga yang diperlukan untuk menjalankan sebahagian besar proses selular penting.

Fungsi lain

Fosfolipid tertentu memenuhi fungsi lain sebagai sebahagian daripada bahan khas dalam beberapa tisu. Dipalmitoyl-phosphatidylcholine, sebagai contoh, adalah salah satu komponen utama surfaktan paru-paru, yang merupakan campuran kompleks protein dan lipid yang fungsinya adalah untuk mengurangkan ketegangan permukaan paru-paru semasa habis.

Jenis-Jenis

Asid lemak yang melekat pada tulang belakang gliserol 3-fosfat dapat sangat bervariasi, oleh itu, jenis fosfolipid yang sama dapat terdiri dari sebilangan besar spesies molekul, beberapa di antaranya khusus untuk organisma tertentu, untuk tisu tertentu dan bahkan untuk sel tertentu dalam organisma yang sama.

-Gliserofosfolipid

Glycerophospholipids atau phosphoglycerides adalah kelas lipid paling banyak di alam. Sejauh ini adalah model yang biasa digunakan untuk menggambarkan semua fosfolipid. Mereka terutamanya dijumpai sebagai elemen struktur membran sel, tetapi ia juga dapat disebarkan di bahagian sel yang lain, walaupun dalam kepekatan yang jauh lebih rendah.

Seperti yang telah dikomentari dalam teks ini, strukturnya dibentuk oleh molekul 1,2-diasil gliserol 3-fosfat yang mana molekul lain dengan ciri-ciri polar dilampirkan melalui ikatan fosfodiester yang memberikan identiti khusus kepada setiap kumpulan gliserolipid.

Molekul-molekul ini umumnya alkohol seperti etanolamin, kolin, serin, gliserol, atau inositol, membentuk fosfatidiletanolamina, fosfatidilkolin, fosfatidilserin, fosfatidilgliserol, dan fosfatidilinositol.

Di samping itu, mungkin terdapat perbezaan antara fosfolipid yang tergolong dalam kumpulan yang sama berkaitan dengan panjang dan tahap ketepuan rantai alifatik yang membentuk ekor apolarnya.

Pengelasan

Mengikut ciri kumpulan kutub, gliserofosfolipid diklasifikasikan sebagai:

- Gliserofosfolipid bercas negatif, seperti fosfatidilinositol 4,5-bifosfat.

- Gliserofosfolipid neutral, seperti fosfatidilserin.

- Gliserofosfolipid bermuatan positif, seperti fosfatidilkolin dan fosfatidiletanolamin.

-Eter-fosfolipid dan plasmallogen

Walaupun fungsinya tidak diketahui dengan pasti, diketahui bahawa jenis lipid ini terdapat pada membran sel beberapa tisu haiwan dan pada beberapa organisma uniselular.

Strukturnya berbeza dengan fosfolipid yang lebih biasa berdasarkan jenis ikatan yang melekat pada rantai asid lemak pada gliserol, kerana ia adalah ikatan eter dan bukan ester. Asid lemak ini boleh menjadi tepu atau tak jenuh.

Dalam kes plasmallogen, rantai asid lemak melekat pada tulang belakang fosfat dihydroxyacetone melalui ikatan berganda pada karbon C1 atau C2.

Plasmalogen sangat banyak terdapat pada sel-sel tisu jantung kebanyakan vertebrata; dan banyak invertebrata, bakteria halofit dan beberapa protien bersilia mempunyai selaput yang diperkaya dengan fosfolipid jenis ini.

Di antara beberapa fungsi lipid yang diketahui ialah contoh faktor pengaktifan platelet pada vertebrata, yang merupakan alkil fosfolipid.

-Sphingomyelins

Walaupun mereka dapat diklasifikasikan bersama dengan sphingolipid, kerana dalam kerangka utama mereka mengandung molekul sphingosine dan bukannya molekul gliserol 3-fosfat, lipid ini mewakili kelas fosfolipid membran kedua yang paling banyak.

Rantai asid lemak melekat pada kumpulan amino sphingosine melalui ikatan amida, sehingga membentuk ceramide. Kumpulan hidroksil utama sphingosine diesterifikasi dengan fosforilkolin, sehingga menimbulkan sphingomyelin.

Fosfolipid ini, seperti namanya, memperkaya sarung myelin yang mengelilingi sel-sel saraf, yang memainkan peranan utama dalam penghantaran impuls saraf elektrik.

Di mana mereka dijumpai?

Seperti yang ditunjukkan fungsinya, fosfolipid terutama dijumpai sebagai bagian struktur dari lapisan lipid yang membentuk membran biologi yang merangkumi kedua-dua sel dan organel dalamannya dalam semua organisma hidup.

Lipid ini biasa terjadi pada semua organisma eukariotik dan bahkan di banyak prokariota, di mana mereka melakukan fungsi yang serupa.

Contoh fosfolipid utama

Seperti yang telah berulang kali dikomentari, gliserofosfolipid adalah fosfolipid yang paling penting dan banyak dalam sel-sel mana-mana organisma hidup. Dari jumlah tersebut, fosfatidilkolin mewakili lebih daripada 50% fosfolipid pada membran eukariotik. Ia mempunyai bentuk yang hampir berbentuk silinder, sehingga dapat disusun menjadi lapisan ganda lipid rata.

Fosfatidiletanolamina, di sisi lain, juga sangat melimpah, tetapi strukturnya "kerucut", jadi ia tidak dipasang sendiri sebagai lapisan dua dan biasanya dikaitkan dengan tempat-tempat di mana terdapat kelengkungan pada membran.

Rujukan

1. Garrett, R., & Grisham, C. (2010). Biokimia (edisi ke-4). Boston, Amerika Syarikat: Brooks / Cole. Pembelajaran CENGAGE.
2. Koolman, J., & Roehm, K. (2005). Atlas Warna Biokimia (edisi ke-2). New York, Amerika Syarikat: Thieme.
3. Li, J., Wang, X., Zhang, T., Wang, C., & Huang, Z. (2014). Kajian mengenai fosfolipid dan aplikasi utama mereka dalam sistem penyampaian ubat. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences, 1–18.
4. Luckey, M. (2008). Biologi struktur membran: dengan asas biokimia dan biofizik. Akhbar Universiti Cambridge.
5. Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biokimia (edisi ke-3). San Francisco, California: Pearson.
6. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Biokimia Ilustrasi Harper (edisi ke-28). Perubatan McGraw-Hill.
7. Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Prinsip Biokimia Lehninger. Edisi Omega (edisi ke-5).
8. van Meer, G., Voelker, DR, & Feigenson, GW (2008). Lipid membran: di mana mereka berada dan bagaimana mereka berkelakuan. Ulasan Alam, 9, 112-124.